DE701493C - Smokeless powder and process for its manufacture - Google Patents
Smokeless powder and process for its manufactureInfo
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Description
Rauchloses Pulver und Verfahren zu dessen Herstellung Die Erfindung betrifft ein neuartiges rauchloses Pulver, das sich unter anderem durch eine ungewöhnlich vollkommene runde Form der einzelnen Pulverkörner auszeichnet. Im folgenden wird das neue Pulver, das in erster Linie als Treibmittel für Sportwaffen und andere Kleink.alibermunition in Frage kommt, näher beschrieben, und es werden verschiedene Herstellungsverfahren angegeben. Es hat sich herausgestellt, daß einzelne Schritte dieser Verfahren mit Vorteil auch ganz allgemein bei der Pulverberstellung angewendet werden können, also nicht nur bei der Herstellung des neuartigen Pulvers.Smokeless Powder and Process for Making It The Invention concerns a new type of smokeless powder, which is characterized among other things by an unusual the perfect round shape of the individual powder grains. The following will the new powder, which is primarily used as a propellant for sporting weapons and others Small caliber ammunition comes into question, described in more detail, and there are different Manufacturing process specified. It has been found that individual steps this method is also used with advantage in general for powder preparation not only in the production of the new powder.
Als Ausgangsstoff für die Verfahren wird im folgenden immer Nitrocellulose erwähnt; es sind dafür aber auch eine ganze Reihe anderer Pulvergrundstoffe geeignet, beispielsweise Nitrostärke oder Gemische von Nitrostärke und Nitrocellulose oder Gemische dieses mit Nitroglycerin.In the following, nitrocellulose is always used as the starting material for the process mentioned; However, a whole range of other powder raw materials are also suitable for this purpose, for example nitro starch or mixtures of nitro starch and nitrocellulose or Mix this with nitroglycerin.
Das Herstellungsverfahren besteht grundsätzlich darin, daß eine Nitrocellulose- oder sonstige Pulvergrundstofflösung zum Erhärten gebracht wird, während sie in Form von Kügelchen in einer Flüssigkeit suspendiert ist, in der sich die betreffende N itrocelluloselösung nicht löst. Man kann dabei so vorgehen, daß der Pulvergrundstoff gelöst wird, daß dann Tröpfchen der Lösung in einem Mittel dispergiert werden, in welchem die betreffende Lösung sich nicht löst, beispielsweise in Wasser, und daß die Tröpfchen dann durch Austreiben des Lösungsmittels gehärtet werden. Dabei kann man die Größe der so entgtehenden Pulverkörner auf mannigfaltige Weise beeinflussen, wie im folgenden noch näher beschrieben werden wird. Die feine Verteilung der \?itrocelluloselösung in Form von Tröpfchen innerhalb des Dispergierungsmittels kann man dadurch herbeiführen, daß dieses Mittel, z. B. Wasser, dem die Nitrocelluloselösung beigegeben ist, kräftig bewegt wird, so daß Dispersion eintritt. Als Lösungsmittel für die N itrocellulose wählt man vorzugsweise einen Stoff, der sich nicht leicht mit Wasser mischt und der sich leicht unterhalb des Siedepunktes des Wassers oder bei diesem Siedepunkt verdampfen läßt. Wenn die gewünschte feine Verteilung der Tröpfchen oder Kügelchen der Nitrocelluloselösung in dem Dispergierungsmittel erreicht ist, kann man, während man den Dispersionszustand weiter aufrechterhält, die Temperatur der Dispersion erhöhen, um das Lösungsmittel zu verdampfen und die N itrocellulose in Form von Kugeln zu erhärten.The manufacturing process basically consists in the fact that a nitrocellulose or other powder base solution is hardened while it is in Form of beads is suspended in a liquid in which the concerned N itrocellulose solution does not dissolve. One can proceed in such a way that the powder base is dissolved that then droplets of the solution are dispersed in an agent in which the solution in question does not dissolve, for example in water, and that the droplets are then hardened by driving off the solvent. Here can the size of the powder grains thus removed can be influenced in various ways, as will be described in more detail below. The fine distribution of the itrocellulose solution in the form of droplets within the dispersant can be brought about that this means, e.g. B. water to which the nitrocellulose solution is added, vigorously is moved so that dispersion occurs. As a solvent for the nitrocellulose it is preferable to choose a substance that does not mix easily with water and which is slightly below the boiling point of water or at this boiling point lets evaporate. When the desired fine distribution of droplets or globules the nitrocellulose solution in the dispersant is achieved, one can while the state of dispersion is maintained, the temperature of the dispersion increase to evaporate the solvent and the nitrocellulose in the form of Harden balls.
Ein wichtiges Anwendungsgebiet ist die Aufarbeitung von unbrauchbar gewordenem rauchlosem Pulver. Es sind hierfür bereits eine große Anzahl von Verfahren vorgeschlagen worden, die sich aber sämtlich in der Praxis als wenig wirksam erwiesen haben, mit Ausnahme des altbekannten Verfahrens, das Pulver zahlreichen langwierigen Kochschritten zu unterwerfen. Bekanntlich spielt für die Reinigungsmöglichkeit der physikalische Zustand der Nitrocellulose oder des sonstigen Pulvergrundstoffs eine wesentliche Rolle, da außer dein mechanischen Einschluß der nitrierenden Säuren sehr leicht auch eine Adsorption dieser Säuren stattfindet. In der Adsorption dieser Säuren ist die hauptsächliche Schwierigkeit für die Reinigungswirkung begründet, und man konnte die adsorbierte Säure in der Regel nur durch eine lang-Zvierige Folge von Kochungen entfernen, wobei Wasser in großem L'berschuß und häufig auch noch verdünnte alkalische Lösungen verwendet werden mußten.An important area of application is the processing of unusable become smokeless powder. There are already a large number of methods for this have been proposed, but all of them are in the Practice as little have proven effective, with the exception of the well-known process, the powder numerous to subject lengthy cooking steps. As is well known, plays for the possibility of cleaning the physical state of the nitrocellulose or other powder raw material an essential role, as apart from the mechanical inclusion of nitrating acids adsorption of these acids takes place very easily. In the adsorption of this Acids are the main difficulty for the cleaning effect, and, as a rule, the adsorbed acid could only be recovered by a long twenty-four sequence Remove from boilings, with water in large excess and often also dilute alkaline solutions had to be used.
Das Verfahren nach der Erfindung führt eine solche Änderung der physikalischen Eigenschaften der N itrocellulose oder des sonstigen Pulvergrundstoffs herbei, daß die zum Neutralisieren verwendeten Mittel in innige Berührung mit den die Säure tragenden Stoffen gelangen und ein Freimachen der adsorbierten Säure bewirken. Dies ist von besonderem Vorteil für die Reinigung von in gelatinierter Form vorliegender N itrocellulose, welche die eingeschlossene Säure bekanntlich besonders festhält.The method according to the invention carries out such a change in physical Properties of the nitrocellulose or the other powder base material that the agents used for neutralizing come into intimate contact with those of the acid carrying substances and cause a release of the adsorbed acid. this is of particular advantage for the purification of those in gelatinized form N itrocellulose, which is known to hold the enclosed acid particularly firmly.
Die bisher bekannten Verfahren zur Herstellung von als Treibmittel dienendem rauchlosem Pulver kann man in zwei Gruppen unterteilen, nämlich in die Herstellung von porösem Pulver und in die Herstellung von Scheibenpulver oder dichtem Pulver. Man kann dafür in beiden Fällen den Pulvergrundstoff sowohl in fasriger als auch in zuvor in kolloidale Form überführter Beschaffenheit verwenden, muß aber von einem vollkommen gereinigten Pulvergrundstoff ausgellen. Die porösen Pulver wurden beispielsweise hergestellt, indem man fasrige oder fein verteilte gelatinierte N itrocellulose zusammen mit einer kleinen Menge eines mit Wasser ummischbaren N itrocelluloselösungsmittels in Wasser suspendierte und dann gelatinierte. Hierbei kommt es zu einer Zusammenballung der Teilchen zu Körnern, da die Oberfläche der Teilchen durch das Lösungsmittel klebrig wird. Das Lösungsmittel wird dann entfernt, vorzugsweise durch Verdampfung, wobei Teile des Korns gehärtet werden, ein erheblicher Teil des Korns seinen Zustand aber nicht ändert. Bei der Herstellung von Scheibenpulvern benutzt man ungefähr die gleiche Menge Lösungsmittel und gelatiniert die -lasse unter Druck, wobei der ursprüngliche Zustand der Fasern oder Teilchen fast vollständig zerstört wird. Diese Masse wird darin durch Schablonen verschiedenen Ouerschnitts hindurchgepreßt und dann zu Scheiben oder Zylindern zerschnitten, oder man walzt die gelatinierte Masse zu dünnen Plätten aus, die dann in Stücke der gewünschten Größe zerschnitten werden.The previously known process for the production of as a blowing agent Serving smokeless powder can be divided into two groups, namely into the Manufacture of porous powder and into the manufacture of disk powder or dense Powder. You can use the powder raw material in both cases in fibrous as well as in a condition previously converted into colloidal form, but must Peel off a completely cleaned powder base. The porous powder were made, for example, by gelatinizing fibrous or finely divided ones N itrocellulose together with a small amount of a water-miscible N itrocellulose solvent suspended in water and then gelatinized. Here the particles agglomerate to form grains, as the surface of the Particle becomes sticky from the solvent. The solvent is then removed, preferably by evaporation, with parts of the grain being hardened, a considerable amount Part of the grain does not change its condition. In the manufacture of disk powders use about the same amount of solvent and gelatinize the class under pressure, the original state of the fibers or particles almost completely gets destroyed. This mass is then made of various cross-sections using templates pressed through and then cut into disks or cylinders, or rolled the gelatinized mass into thin sheets, which are then cut into pieces of the desired Size to be cut up.
Diese beiden Verfahren haben eine ganze Reihe von Nachteilen. Bei der Herstellung des porösen Pulvers erhält man ein sehr unregelmäßig geformtes Korn mit ungleichmäßigen Eigenschaften. Bei der Herstellung von Scheibenpulvern muß die gelatinierte Masse eine genügende Festigkeit besitzen, um während des Schneidens ihre Form beizubehalten. Man darf daher das Lösungsmittel nur in beschränkter Menge anwenden und erreicht niemals eine vollständige Gleichmäßigkeit des Pulvers. Bei dem Scheibenpulverkorn kann man in der Regel eine ganze Reihe von Faserteilen aufzeigen, die keinen zu vollständiger Gelatinierung ausreichenden Anteil des Lösungsmittels erhalten haben. Außerdem ist es in der Natur des Schneidvorganges bedingt, daß unregelmäßige Dicken auftreten, wodurch bei Pulver für Kleinkaliberwaffen, wie Flinten, Pistolen, Jagdgewehren u. dgl., die Gesamtverbrennungsgeschwindigkeit der Ladung stark beeinflußt wird.Both of these methods have a number of disadvantages. at The production of the porous powder results in a very irregularly shaped grain with uneven properties. In the manufacture of disk powders, the gelatinized mass have sufficient strength to during cutting maintain their shape. The solvent may therefore only be used in a limited amount apply and never achieve complete powder uniformity. at A whole series of fiber parts can usually be identified in the powdered slice grain, the proportion of the solvent that is not sufficient for complete gelatinization have received. In addition, it is due to the nature of the cutting process that irregular Thicknesses occur, which means that powder for small-caliber weapons, such as shotguns, pistols, Hunting rifles and the like, greatly affects the total burn rate of the charge will.
Durch die vorliegende Erfindung gelingt es, im Gegensatz zu den soeben geschilderten bekannten Verfahren ein rauchloses, als Treibmittel dienendes Pulver herzustellen, welches sowohl nach Form als auch nach Beschaffenheit vollständig gleichmäßig ist. Wegen seiner kugeligen Gestalt kann das nach der vorliegenden Erfindung hergestellte Pulver zutreffend als Kugelpulver bezeichnet werden. Man kann mit Leichtigkeit Korngrößen im Bereich zwischen submikroskopischen Größen bis etwa o,6 mm herstellen, und die Dichte der Körner läßt sich im Bereich einer gravimetrischen Dichte von o,25 bis i,oo variieren. Die Oberflächeneigenschaften des Einzelkornes sind über die ganze Fläche hin die gleichen. Die Beschaffenheit entspricht einer hochpolierten, lackierten Fläche. Das innere Gefüge dagegen weist winzige Hohlräume auf, so daß bei einem Korn geringerer Dichte das Gefüge der Struktur von Schweizerkäse ähnelt. Die ballistischen Vorzüge des neuartigen Pulvers beruhen darauf, daß die Körner ohne weiteres in Partien von gleichförmiger Größe und Dichte unterteilt werden können, die also ballistisch untereinander fast identisch sind. Ein weiterer ballistischer Vorteil liegt darin, daß mit großer Leichtigkeit der Holilraumgesamtbetrag und die spezifische Oberfläche des Korns in weitem Bereich und doch mit einem hohen Grad von Genauigkeit nach Wunsch eingestellt werden können. Arbeitet man mit volumetrischer Ladung, so ergibt sich ein weiterer Vorteil daraus, daß das Kugelpulver ebenso leicht wie eine Flüssigkeit fließt und Ladungen von fast identischem Gewicht ergibt.The present invention makes it possible, in contrast to the just described known process a smokeless powder serving as a propellant to produce, which is complete in terms of both shape and texture is even. Because of its spherical shape, this can be done according to the present invention Powders produced are appropriately referred to as ball powder. One can with ease Produce grain sizes in the range between submicroscopic sizes up to about 0.6 mm, and the density of the grains can be in the range of a gravimetric density of o.25 to i, oo vary. The surface properties of the single grain are over the whole area is the same. The texture corresponds to a highly polished, painted surface. The inner structure, on the other hand, has tiny cavities, so that a grain of lower density has a texture similar to that of Swiss cheese. The ballistic advantages of the new powder are based on the fact that the grains can be easily divided into lots of uniform size and density, which are almost identical to each other ballistically. Another ballistic The advantage is that the Holilraum total and the Specific surface area of the grain in a wide range and yet with a high degree of accuracy can be adjusted as desired. If you work with volumetric Charge, there is another advantage from the fact that the ball powder as easily as a liquid flows and charges of almost identical weight results.
Die beiden, großen Gruppen der älteren Verfahren wurden schon -eingangs geschildert. Vollständigkeitshalber sei noch das ältere Verfahren nach der amerikanischen Patentschrift z627863 erwähnt. Dort wird .gelehrt, Ammoniumnitrat zu schmelzen und die geschmolzenen Tropfen eine so lange Strecke frei durch die Luft fallen zu lassen, bis das einzelne Korn erstarrt. Bei einem freien Fall durch die Luft nimmt aber das einzelne Korn niemals Kugelform an, ganz abgesehen davon, daß es sich bei dem älteren amerikanischen Patent um eine völlig andere Pulverart handelt als bei der vorliegenden Erfindung. Auch die einzelnen Verfahrensschritte sind bei dem älteren Verfahren völlig verschieden.The two large groups of the older proceedings were already introduced described. For the sake of completeness, the older method is based on the American one Patent z627863 mentioned. They teach how to melt ammonium nitrate and to let the molten drops fall freely through the air for such a long distance until the individual grain solidifies. In a free fall through the air, however, it decreases the individual grain never takes on a spherical shape, quite apart from the fact that the earlier American patent is a completely different type of powder than the one present invention. The individual procedural steps are also with the older one Procedure completely different.
Wenn man Nitrocellulose in einem mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmittel dispergiert und diese im folgenden gelegentlich der Kürze halber als Lack bezeichnete Lösung in Berührung mit Wasser bringt, besteht seitens der Nitrocellulose eine starke Neigung, das Wasser in dem Lack zu emulgieren. Dies trifft für die im folgenden zu-beschreibenden Verfahren deshalb besonders zu, weil verhältnismäßig dünnflüssige Lacke verwendet werden. Um dieser N eigung zum mindesten teilweise entgegenzuwirken, macht man zweckmäßig von der gegenteiligen Wirkung Gebrauch, welche in der wäßrigen Phase dispergiertehydrophyleKolloide ausüben. Diese Kolloide haben noch einen zweiten, weit wichtigeren Einfluß; sie wirken nämlich als Schutzkolloide. Zu einem gewissen Zeitpunkt des Verfahrens befindet sich in dem Wasser eine große Anzahl kleiner Teilchen von Nitrocelluloselack in Suspension. Wahrscheinlichkeitsüberlegungen ergeben, daß zwischen diesen Teilchen eine große Anzahl von Zusammenstößen vorkommen müssen, welche zu einer Zusammenballung führen würden. In der Gegenwart gewisser hydrophyler Kolloide jedoch, welche die Zwischenflächenspannung nicht stark herabmindern, bilden sich um jedes Korn herum Schutzschichten aus adsorbiertem Kolloid. Ganz allgemein gesagt, haben alle Systeme, die unter Scherspannung stehen, das Bestreben, sich längs Ebenen geringster Viscosität zü bewegen. Körner, die durch Schichten von adsorbiertem, hydrophylem Kolloid geschützt sind, werden daher niemals in Berührung miteinander kommen, sondern sie werden sich infolge der hohen Viscosität der Oberflächenschichten umeinander herumbewegen.Using nitrocellulose in a water immiscible solvent dispersed and this is occasionally referred to below as varnish for the sake of brevity If the solution comes into contact with water, the nitrocellulose has a strong effect Tendency to emulsify the water in the paint. This applies to the following Processes to be described are particularly suitable because they are relatively thin Varnishes are used. In order to at least partially counteract this tendency, one expediently makes use of the opposite effect, which in the aqueous Exercise phase dispersed hydrophylic colloids. These colloids have a second, far more important influence; namely, they act as protective colloids. To a certain extent At the time of the procedure there is a large number of small particles in the water of nitrocellulose lacquer in suspension. Probability considerations show that a large number of collisions must occur between these particles, which would lead to agglomeration. In the presence of certain hydrophylic However, colloids which do not reduce the interfacial tension significantly form Protective layers of adsorbed colloid form around each grain. In general said, all systems that are under shear stress have the tendency to become move along planes of lowest viscosity. Grains, which by layers of adsorbed, hydrophilic colloid are therefore never in contact with each other come, but they will be due to the high viscosity of the surface layers move around each other.
Eine zweite Erscheinung tritt auf, wenn das Wasser entfernt -wird, welches trotz dem der Emulgierung entgegenwirkenden Einfluß der hydrophylen Kolloide in dem Lack emulgiert geblieben war. Es ist dies eine Erscheinung der Osmose. Wenn das Lösungsmittel entfernt werden soll, ist es zweckmäßig, einen Unterschied zwischen dem Dampfdruck des Wassers innerhalb des Korns und des das Korn umgebenden Wassers dadurch hervorzurufen,' d,aß ein Stoff zugesetzt wird, der sich in dem das Korn umgebenden Medium löst. Diese Maßnahme bewirkt, daß das Wasser innerhalb des Korns sehr viel schneller verdampft als das um das Korn herum befindliche Wasser. Hierdurch kann man den Gesamtbetrag des leeren Raumes innerhalb des Korns auf jede gewünschte Größe bringen, indem man die Menge des zuzusetzenden, sich lösenden Stoffes entsprechend bemißt.A second phenomenon occurs when the water is removed, which despite the anti-emulsification influence of the hydrophilic colloids remained emulsified in the paint. It is a phenomenon of osmosis. if the solvent is to be removed, it is convenient to make a difference between the vapor pressure of the water within the grain and of the water surrounding the grain thereby causing 'd, a substance is added which is in which the grain ate surrounding medium dissolves. This action causes the water inside the grain evaporates much faster than the water around the grain. Through this one can adjust the total amount of empty space within the grain to any desired Bring size by adjusting the amount of the loosening substance to be added accordingly measures.
Man kann den Pulvergrundstoff in gemahlenem Zustand oder auch als Körner der nachfolgend an verschiedenen Ausführungsbeispielen zu schildernden Behandlung unterwerfen. Als Lösungsmittel kommen beispielsweise in Betracht Äthylacetat, Isopropylacetat, ein Butylacetat, Diamylacetat, Nitrobenzol oder ein unlösliches. Keton, wie -i%Zethylisobutylketon, als hydrophyles Schutzkolloid beispielsweise Stärke, ein Dextrin, Gummiarabikum, Gelatine o. dgl. Man kann ferner Zusätze verwenden, durch die die Verbrennurigs- bzw. Zündungseigenschaften modifiziert werden, also etwa Beschleunigungsmittel, wie Nitroglycerin, und Verzögerungsmittel, wie Dinitrotoluol, Diamyl- und Dibutylphthalate. Handelt es sich um unbrauchbar gewordene Nitrocellulose oder um unstabiles Kanonenpulver, welches Zonen hoher Acidität enthält, so ist es oft wünschenswert, noch geeignete Stabilisatoren, wie Diphenylamin, hinzuzufügen.You can use the powder base in the ground state or as Grains of the treatment to be described below using various exemplary embodiments subject. Suitable solvents are, for example, ethyl acetate, isopropyl acetate, a butyl acetate, diamyl acetate, nitrobenzene or an insoluble one. Ketone, such as -i% methyl isobutyl ketone, as a hydrophilic protective colloid, for example starch, a dextrin, gum arabic, Gelatin o. The like. You can also use additives that reduce the combustion or ignition properties are modified, e.g. accelerators, such as nitroglycerin, and retardants such as dinitrotoluene, diamyl and dibutyl phthalates. In the case of unusable nitrocellulose or unstable gun powder, which contains zones of high acidity, it is often desirable yet suitable Add stabilizers such as diphenylamine.
Im folgenden werden zunächst einige Ausführungsbeispiele beschrieben, bei denen man von einer Lösung des Pulvergrundstoffs ausgeht und die man daher als Lösungsverfahren bezeichnen kann. Vorausgeschickt sei, daß Mengen und Arbeitsbedingungen in beträchtlichen Grenzen veränderlich sind, da sie nicht nur von der Beschaffenheit des Ausgangsstoffes und den für das Endprodukt gewünschten Eigenschaften, sondern auch von der jeweils benutzten Apparatur abhängen. Doch lassen sich in der Praxis die einer bestimmten Apparatur zugehörigen Bedingungen in jedem Einzelfall ohne Schwierigkeit ermitteln, beispielsweise die für eine N itrocelluloseeinheit erforderliche Menge Lösungsmittel, die zu benutzende Menge an hydrophylem Kolloid und die Beziehung, die zwischen den verschiedenen Mengen an hydrophylem Kolloid und der Größe des Korns besteht, -wie auch die für die Erzielung der verschiedenen Dichten erforderliche Zusatzmenge des in dem Dispergierungsinittel zu lösenden Stoffes.In the following some exemplary embodiments are first described, which are based on a solution of the powder base and are therefore called Can denote solution methods. Let it be said that quantities and working conditions are changeable within considerable limits, since they are not only dependent on the nature the starting material and the properties desired for the end product, but rather also depend on the equipment used in each case. But it can be done in practice the conditions associated with a particular apparatus in each individual case without Identify difficulty, such as that required for a unit of nitrocellulose Amount of solvent, the amount of hydrophilic colloid to be used and the relationship, that between the different amounts of hydrophilic colloid and the size of the grain exists, -as well as those for achieving the different densities required additional amount of the substance to be dissolved in the dispersing agent.
Beispiel i Eine ?\7 itrocelluloselöstnig aus 3 bis 6 Gewichtsteilen Lösungsmittel auf i Teil N itrocellulose, «-elche eine viscosität von etwa 3oo bis 25oo Sekunden (gemessen nach der Methode der fallenden Kugel bei 25° C) hat, wird in einen passenden Behälter eingeführt, der mit Heizvorrichtungen, beispielsweise mit einem Dampfmantel, und ferner mit Einrichtungen zum Wiedergewinnen des Lösungsmittels und mit Rührvorrichtungen o. dgl. versehen ist, nm die gewünschte feine Verteilung der \ itrocelluloselösting in dem in dein Behälter befindlichen Wasser zu erzielen. 11an nimmt so viel Wasser, als genügt, um die gewünschte Verteilung der ,\ itrocelluloselösung zu bewerkstelligen; beispielsweise kann man eine dem achtfachen Gewicht der N itrocellulose entsprechende ;Menge Wasser verwenden. Man gibt die \ itrocelluloselösung in das Wasser, welches zu dieser Zeit gewöhnliche Temperatur (io bis 2o° C) haben kann; doch kann die Temperatur auch höher sein, beispielsweise bis etwa 50° C. Die Verteilung der Lösung in dem Wasser wird erleichtert, wenn man sie in das in Bewegung befindliche Bad hineinsprüht.Example i A? \ 7 itrocellulose solution from 3 to 6 parts by weight Solvent on one part of nitrocellulose, '- which has a viscosity of about 300 to 25oo seconds (measured by the falling ball method at 25 ° C) is inserted into a suitable container equipped with heating devices, for example with a steam jacket, and further with means for recovering the solvent and is provided with stirrers or the like, nm the desired fine distribution to achieve the \ itrocelluloselösting in the water in your container. 11an takes as much water as is sufficient to achieve the desired distribution of the cellulose solution to accomplish; for example, one can use eight times the weight of nitrocellulose use the appropriate amount of water. The \ itrocellulose solution is added to the Water, which at this time can have normal temperature (10 to 20 ° C); however, the temperature can also be higher, for example up to about 50 ° C. The distribution the solution in the water is facilitated when you put it in the moving Bathroom sprayed.
Um die Zerteilung der N itrocelluloselösung in Kügelchen in dein wäßrigen Bad zu erleichtern und um zu verhindern, daß die einzelnen Kügelchen zusammentreten, wenn sie aufeinandertreffen, kann man ein geeignetes Schutzkolloid in das Bad einführen. 'Maisstärke in -Mengen von etwa 2 Gewichtsprozent des Wassers hat sich als geeignet erwiesen. Die -Maisstärke kann man durch Kochen mit einer kleinen 'Menge Wasser vorbehandeln, wodurch ein Gel entsteht, welches man dann dem Bad einverleibt. Als besonders geeignet hat sich 'Maisstärke gezeigt, die nach dein Säureverfahren hergestellt war und einen p11-Wert von 5 und einen Säurewert von o,o85 oder sogar Werte von o,i2 aufwies. Das Schutzkolloid kann vor oder nach dem Einbringen der '-\-itrocelluloselösung dein Wasser zugegeben und darin verteilt werden.In order to break up the nitrocellulose solution into beads in your aqueous To facilitate the bath and to prevent the individual globules from coming together, when they meet, a suitable protective colloid can be introduced into the bath. Corn starch in amounts of about 2 percent by weight of the water has been found to be suitable proven. Cornstarch can be made by boiling it with a small amount of water pre-treat, creating a gel which is then incorporated into the bath. as Corn starch produced by the acid process has proven to be particularly suitable and a p11 value of 5 and an acid value of o, o85 or even values of o, i2. The protective colloid can be used before or after the introduction of the itrocellulose solution your water can be added and distributed in it.
Falls die verwendete Nitrocellulose nicht sehr gut gereinigt ist, oder wenn es sich utn unbrauchbar gewordenes Pulver handelt, ist es oft empfehlenswert, dem Bad eine -:leine Menge eines geeigneten Neutralisierungsmittels zuzufügen, beispielsweise Calciumcarbonat in Mengen von beispielsweise i Gewichtsprozent der Nitrocellulose. Während der Bewegung werden die unstabilen Zonen der N itrocellulose gewaschen, und die Herde hohen Säuregehalts verteilen sich in dein Bad, wobei dann die Säure durch das Neutralisierungsmittel neutralisiert wird.If the nitrocellulose used is not very well cleaned, or if the powder is unusable, it is often advisable to to add a small amount of a suitable neutralizing agent to the bath, for example Calcium carbonate in amounts of, for example, 1 percent by weight of the nitrocellulose. During the movement, the unstable zones of the nitrocellulose are washed, and the stoves of high acidity spread out into your bath, leaving the acid is neutralized by the neutralizing agent.
Wenn die verschiedenen Zusätze in das ,\-äßrige Bad eingebracht sind, wird die Bewegung so eingestellt, daß sich die Nitrocelluloselösung in Form von Kügelchen innerhalb des Bades verteilt. Durch Regelung der Bewegung und durch Veränderung der Mengen des Schutzkolloids, ebenso wie durch Veränderung der Viscosität der Nitrocelluloselösung kann die Größe der Kügelchen beeinflußt werden, und zwar werden die Kügelchen und dementsprechend die entstehenden Pulverkörner um so kleiner, je heftiger die Bewegung ist, je mehr Schutzkolloid in gewissen Grenzen hinzugefügt wird und je höher der Prozentgehalt des Lösungsmittels ist, wiederum in gewissen Grenzen. Es sei betont, daß die Korngröße sich erhöht, wenn die der Nitrocellulose innewohnende Viscosität sich erhöht, d. h. also die Viscosität eines gegebenen Nitrocellulosegewichts in einer gegebenen Menge eines Normallösungsmittels.When the various additives have been added to the aqueous bath, the movement is adjusted so that the nitrocellulose solution is in the form of Beads distributed within the bath. Through regulation of movement and through change the amounts of protective colloid, as well as changing the viscosity of the nitrocellulose solution the size of the beads can be influenced, namely the beads and accordingly, the more violent the movement, the smaller the resulting powder grains is, the more protective colloid is added within certain limits and the higher the Percentage of the solvent is, again within certain limits. It should be emphasized that the grain size increases when the viscosity inherent in the nitrocellulose increases, d. H. i.e. the viscosity of a given weight of nitrocellulose in a given amount of a normal solvent.
Wenn die gewünschte Verteilung erreicht ist, wird die Temperatur allmählich erhöht, um das Lösungsmittel aus den Kügelchen auszutreiben. Bei diesem Verfahrensschritt muß man darauf achten, daß das Lösungsmittel nicht zu schnell verdampft, da sich sonst keine kugelförmigen Körner ergeben. Für das vorliegende Beispiel ergaben sich runde Körner, wenn die Temperatur des Bades allmählich auf etwa 68° C erhöht und etwa 65 -Minuten zwischen 68 bis 72° C gehalten wurde. Dann kann die Temperatur allmählich bis auf 95° C erhöht werden, um die vollständige Entfernung des Lösungsmittels zu erreichen. Natürlich ändern sich die anzuwendenden Temperaturen je nach den angewendeten Lösungsmitteln. Im vorliegenden Fall wurde Äthy lacetat verwendet.When the desired distribution is achieved, the temperature increases gradually increased to drive the solvent off the beads. In this process step you have to make sure that the solvent does not evaporate too quickly, because otherwise no spherical grains result. For the present example, the following were found round grains when the temperature of the bath gradually increases to about 68 ° C and was held between 68 to 72 ° C for about 65 minutes. Then the temperature can gradually increased up to 95 ° C for complete removal of the solvent to reach. Of course, the temperatures to be used will vary depending on the ones used Solvents. Ethyl acetate was used in the present case.
Während der Destillation wird der Inhalt des Behälters in Bewegung gehalten, doch braucht die Bewegung nicht so kräftig zu sein als anfänglich während der Bildung der Kügelchen.During the distillation the contents of the container are in motion held, but the movement need not be as vigorous as it was initially during the formation of the globules.
Der Inhalt des Behälters kann dann auf eine Temperatur abgekühlt «-erden, bei der der Inhalt des Behälters entnommen werden kann. Falls man das Pulverkorn noch mit irgendeinem 1lodifiziertingsmittel, das für gewöhnlich fest ist, zu beschichten wünscht, wie Dinitrotoluol, kann man diesen Stoff bei einer hohen Temperatur in das Bad einbringen und `während des Abkühlens das Bad weiter in Bewegung halten, so daß dieser Stoff sich in Form einer Belegung auf den Oberflächen der Körner absetzt. Die so hergestellten Körner sind im wesentlichen kugelähnlich geformt und haben eine im wesentlichen undurchdringliche äußere Hülle, während sie innen mehr oder weniger porös sind.The contents of the container can then be cooled down to a temperature in which the contents of the container can be removed. In case you got the powder grain nor to coat with any modifying agent, which is usually solid wishes, like dinitrotoluene, you can put this substance in at a high temperature bring in the bath and keep the bath moving while it cools down, so that this substance is deposited in the form of a coating on the surfaces of the grains. The grains produced in this way are essentially spherical in shape and have an essentially impenetrable one outer shell while they are more or less porous on the inside.
Um die innere Porosität des Korns zu verringern, kann man einen sich lösenden Stoff, beispielsweise Kalisalpeter, Natriumsulfat oder Bariumnitrat, zusetzen, um den Dampfdruck des Wassers an- der Außenseite der Kügelchen zu verringern. Diese Stoffe können zugefügt werden, nachdem die Celluloselösung in Form von Kügelchen in dem Wasser dispergiert worden ist. Wenn man dann die Temperatur erhöht, um das Lösungsmittel zu entfernen, wird das Wasser, welches sich im Innern der Kügelchen befindet, in mehr oder weniger großem Umfang entfernt werden, je nachdem wieviel von diesen letztgenannten gelösten Stoffen in der äußeren Phase vorhanden ist. Beispiel 2 Ungefähr i7 kg zersetztes Kanonenpulver werden in ungefähr 17o leg 99prozentigem Äthylacetat zusammen mit etwa o,126 kg Diphenylamin und etwa o,9 kg Dinitrotoluol in einem Kessel gelöst, der mit einem Heizmantel und einem Rührwerk versehen ist, mit Hilfe dessen der Inhalt in langsame, aber den gesamten Kesselinhalt umfassende Bewegung versetzt werden kann. Ist das Kanonenpulver fein gemahlen auf ungefähr 6o Maschen, so kann man eine Lösung in ungefähr 30 Minuten erreichen, wenn die Temperatur auf ungefähr 50o C erhöht wird. Etwa die gleiche Zeit benötigt man bei Verwendung fasriger N itrocellulose. Benutzt man Kanonenpulver init ganzen Körnern, so muß man manchmal zum völligen Lösen des Pulvers den Kesselinhalt 5 Stunden lang in Bewegtrog halten. Ungefähr 136k- Wasser werden in einem zweiten Kessel erhitzt, der mit einem Heizmantel ausgerüstet ist und eine hochpolierte Innenfläche besitzt. Man erhitzt auf eine Temperatur von ungefähr 5o° C und setzt dann ungefähr 0,i7 kg Calciumcarbonat und eine Lösung von 1,8 bis 2,3 kg Gummiarabikum in etwa 16 kg Wasser hinzu.To reduce the internal porosity of the grain, a substance that dissolves, for example potassium nitrate, sodium sulfate or barium nitrate, can be added to reduce the vapor pressure of the water on the outside of the beads. These substances can be added after the cellulose solution has been dispersed in the form of beads in the water. If the temperature is then increased in order to remove the solvent, the water which is located inside the beads will be removed to a greater or lesser extent, depending on how much of these last-mentioned solutes is present in the outer phase. EXAMPLE 2 About 17 kg of decomposed gun powder are dissolved in about 17o leg of 99 percent ethyl acetate together with about 0.16 kg of diphenylamine and about 0.9 kg of dinitrotoluene in a kettle equipped with a heating jacket and a stirrer, with the help of which the contents are in slow movement that encompasses the entire contents of the tank. If the cannon powder is finely ground to about 60 meshes, a solution can be achieved in about 30 minutes if the temperature is raised to about 50oC. About the same time is required when using fibrous nitrocellulose. If cannon powder with whole grains is used, it is sometimes necessary to keep the contents of the kettle in a moving trough for 5 hours to completely dissolve the powder. Approximately 136k water is heated in a second kettle, which is equipped with a heating jacket and has a highly polished inner surface. The mixture is heated to a temperature of about 5o ° C and then sets about 0, i7 kg of calcium carbonate and a solution of 1.8 to 2.3 kg of gum arabic in about 1 6 kg of water is added.
Um die Lösung in Bewegung zu halten, kann man beispielsweise ein Rührwerk
benutzen, welches mit einer Geschwindigkeit von 85o Umdr./Min. läuft: Nach Zusatz
des Lackes wird die Temperatur schnell auf 64° C erhitzt, woraufhin die Bewegungsgeschwindigkeit
auf io5o Umdr./Min. gesteigert und auf diesem Wert ungefähr 15 Minuten lang gehalten
wird. Das zu verwendende Natriumsulfat, dessen Menge sich gemäß der für das fertige
Korn gewünschten Dichte bemißt, wird in ungefähr 9 kg Wasser gelöst und während
der Kornbildung zugesetzt. Für das soeben geschilderte Ausführungsbeispiel besteht
der folgende zahlenmäßige Zusammenhang zwischen der Dichte der erzeugten Pulverkörner
und der Menge des zugesetzten Natriumsulfats:
Oben auf dem Kessel kann man eine Abzugsleitung vorsehen, die zwecks Wiedergewinnung des Lösungsmittels zu einem Kondenso,r führt. Der Inhalt des Kessels wird auf ungefähr 67° C, also bis gerade unterhalb des Siedepunkts der Mischung erhitzt und das Lösungsmittel mehr abgedampft als abgesiedet. Um das Abdampfen des Lösungsmittels zu beschleunigen, empfiehlt es sich, das Gleichgewicht zwischen der Dampf- und der Flüssigkeitsphase zu stören. Hierzu kann man einen kleinen Dampfansauger vorsehen, der in die Abzugsleitung hineinarbeitet, oder nahe der Flüssigkeitsoberfläche einen Luftstrahl verwenden. Nach ungefähr i-/., Stunden wird die Bewegungsgeschwindigkeit allmählich verringert und die Temperatur allmählich herabgesetzt, und zwar über einen Zeitraum von 41/_ Stunden. Eine Erhöhung der Temperatur über den Siedepunkt des Systems ist erforderlich, da die Nitroceltulose eine bindende Wirkung auf das Lösungsmittel ausübt, wodurch der Siedepunkt über den Siedepunkt des Systems in Abwesenheit von Nitrocellulose verschoben wird. Ein genaues Destillationsschema für die soeben geschilderte Apparatur ist in der Abbildung veranschaulicht. Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird die Nitrocellulose in dem Lösungsmittel vollständig gelöst, ehe sie in das Wasser eingebracht wird. Nun neigt die Nitrocelluloselösung sehr dazu, an den Wandungen der Metallbehälter festzuhaften, so daß es nicht leicht ist. die Lösung von einem Behälter in den anderen zu überführen. Diese Schwierigkeit kann man dadurch überwinden, daß man die Lösung in Gegenwart von Wasser bereitet. Es wird dann eine gewisse Menge Wasser in der Lösung emulgiert, und der Rest des Wassers trennt die Lösung von der Oberfläche der Apparatur. Auf diese Weise gelingt es, die Lösung der Nitrocellulose in der gleichen Apparatur vorzunehmen, in der die Kornbildung und das Abdampfen durchgeführt «erden. Hierdurch erzielt man eine erhebliche Abkürzung der Arbeitszeit. Beispiel 3 In einen Behälter, in dem sich Wasser im i '/-fachen Gewicht der Nitrocellulose befindet, wird eine -Mischung von N itrocellulose mit 2r/., bis .I Gewichtsteilen des Lösungsmittels, beispielsweise Äthylacetat, eingebracht, die außerdem auch Stabilisatoren und -Iodifizierungsmittel enthalten kann. Durch Bewegen des Behälterinhalts wird die Nitrocellulose in dein Lösungsmittel gelöst und gleichzeitig das Wasser der Lösung ernulgiert, also derart, daß das Wasser die innere Phase bildet. Dann kann man die Bewegung unterbrechen, damit sich die Emulsion von dem uneniulgierten Wasser absetzen kann, während die Temperatur des Bades auf ungefähr 5o° C gehalten wird. In diesem Stadium kann das in der bereits beschriebenen Weise behandelte Schutzkolloid mit 6 Gewichtsteilen Wasser, auf die :\ itrocellulose gerechnet, gemischt in das Bad eingeführt werden, woraufhin das Bad dann wider bewegt wird. Die ursprüngliche Emulsion wird gebrochen, und es entsteht eine Ernulsion, bei der Wasser als äußere Phase vorliegt, in dem die N itrocelluloselösung in Form voll Kügelchen verteilt ist.On top of the boiler you can provide a drainage pipe for the purpose of Recovery of the solvent leads to a condenser, r. The contents of the kettle gets to about 67 ° C, just below the boiling point of the mixture heated and the solvent evaporated more than boiled off. To avoid the evaporation of the To speed up the solvent, it is best to maintain the balance between the To disturb the vapor and liquid phases. You can use a small steam extractor for this that works into the drain line or near the surface of the liquid use a jet of air. After about i /., Hours the speed of movement becomes gradually decreased and the temperature gradually decreased, namely over a period of 41 / _ hours. An increase in temperature above the boiling point of the system is necessary because the nitrocellulose has a binding effect on the Solvent exerts, which makes the boiling point above the boiling point of the system in Absence of nitrocellulose is postponed. An exact distillation scheme for the apparatus just described is illustrated in the figure. at the embodiments described above, the nitrocellulose in the Solvent completely dissolved before adding it to the water. Well tends the nitrocellulose solution very much to adhere to the walls of the metal containers, so it is not easy. transfer the solution from one container to the other. This difficulty can be overcome by having the solution in the presence of water prepares. A certain amount of water is then emulsified in the solution, and the remainder of the water separates the solution from the surface of the apparatus. on In this way it is possible to dissolve the nitrocellulose in the same apparatus undertake, in which the grain formation and the evaporation carried out «ground. Through this a significant reduction in working hours is achieved. Example 3 In a container, in which there is water i '/ times the weight of the nitrocellulose, becomes a -Mixture of nitrocellulose with 2r /., Up to .I parts by weight of the solvent, for example ethyl acetate, which also includes stabilizers and iodifying agents may contain. By moving the contents of the container, the nitrocellulose becomes in your Solvent dissolved and at the same time the water of the solution is emulsified, so in such a way, that the water forms the inner phase. Then you can interrupt the movement so that the emulsion can settle from the un-emulsified water, while the The temperature of the bath is kept at about 50 ° C. At this stage it can protective colloid treated in the manner already described with 6 parts by weight Water, calculated on the basis of: \ itrocellulose, mixed and introduced into the bath, whereupon the bath is moved again. The original emulsion is broken and an emulsion is formed in which water is present as the outer phase in which the nitrocellulose solution is distributed in the form of full beads.
Nunmehr kann die Temperatur des Bades, wie schon beschrieben, erhöht werden, um aus. den Kügelchen das Lösungsmittel auszutreiben. 'Man gewinnt kugelig geformte, harte N itrocellulosekörner von porösem Gefüge, jedoch mit einer zähen, fast undurchdringlichen Oberfläche. Wie bei den ersten Beispielen kann man den Grad der Porosität durch Zugabe von löslichen Stoffen zu der äußeren wäßrigen Phase der Dispersion beeinflussen. Man kann dabei die gravimetrische Dichte der Pulverkörner auf Werte von 0,250g bis r,oog pro Kubikzentimeter einstellen.The temperature of the bath can now be increased, as already described be to get out. to drive off the solvent from the beads. 'You win spherically Shaped, hard nitrocellulose grains with a porous structure, but with a tough, almost impenetrable surface. As with the first examples, you can choose the degree the porosity by adding soluble substances to the outer aqueous phase of the Affect dispersion. You can use the gravimetric density of the powder grains set to values from 0.250 g to r, oog per cubic centimeter.
Beispiel 4.Example 4.
In einem Destillierapparat werden ungefähr 159 kg Wasser eingebracht
lind ungefähr r7 kg fein verteilten, in Zersetzung begriffenen- Kanonenpulvers hinzugefügt.
Die Beschickung wird mit einer Geschwindigkeit von 80o Umdr./Min. in Bewegung gesetzt.
Es werden ungefähr 113 kg Äthylacetat hinzugefügt, die etwa o,9 kg Dinitrotoluol
und 0,z26 kg Diphenylamin enthalten. Wenn die Nitrocellulose sich gelöst hat, unterbricht
man die Bewegung für ungefähr 30 Minuten, um zu ermöglichen, daß das überschüssige
Wasser aus dem Lack heraustropft und die Lacktröpfchen sich vereinigen. Gegen Ende
dieser Zeit wird eine Lösung von etwa 1,8 bis 2,3 kg Gummiarabikum in ungefähr 16
kg Wasser zugefügt. Die Bewegung wird wieder mit einer Geschwindigkeit von 80o Umdr./Min.
begonnen und die Temperatur auf 64.° C erhöht. Während dieser Zeit wird die Lösung
einer vorbestimmten Menge Natriumsulfat in 9 kg Wasser zugesetzt. Wenn die Temperatur
von 64° C erreicht ist, erhöht man die Um,drehungszahl auf io5o/Min. während einer
Zeitspanne von 15 Minuten. Hierdurch wird der Lack in kleine Kügelchen unterteilt.
Die Bewegung kann dann für eine Zeitspanne von 1g Minuten auf 850 Umdr./-lin.
verringert werden. Während dieser Zeit können etwa mißgebildete Körner sphärische
Gestalt annehmen. Dann wird im Falle der Benutzung von Äthyla.cetat die Temperatur
auf 67° C erhöht, für andere Lösungsmittel ebenfalls auf eine jeweils unmittelbar
unterhalb des Siedepunkfs des Systems liegende Temperatur, und das Lösungsmittel
wird gemäß dem in der Abbildung schematisch veranschaulichten Destillationsgang
abdestilliert. Am Ende der ersten, i Stunde und 45 Minuten betragenden Zeitspanne
des Destillationsschemas wird die Bewegung auf etwa 65o Umdr./Min. erniedrigt und
schließlich für den Rest der Zeit auf 50o Umdr.,'Min. Ein einfaches Mittel zur richtigen
Begrenzung der Geschwindigkeit der Bewegung hat man bekanntlich während der Destillation
durch das Auftreten von Schaum. Je schneller das Lösungsmittel entfernt wird, um
so rascher bildet sich Schaum, und um so schneller muß daher die Bewegung sein,
um die Schaumbildung zu verhindern. Es ergeben sich nach Abdampfen des Lösungsmittels
beispielsweise die folgenden Siebungsanteile für das Pulver: Auf einem Sieb mit
Beispiel 6 Eine andere Ausführungsform des Auswaschverfahrens besteht darin, daß man größere Nitrocelluloseteilchen, beispielsweise Körner von unbrauchbar gewordenem Kanonenpulver, in den Behälter bringt und sie mit einer passenden Menge eines Lösungsmittels, welches in dem Wasser verteilt ist, in Bewegung versetzt. In diesem Falle ist also zunächst das Lösungsmittel selbst in dem Wasser verteilt, aber bei der Bewegung werden die großen Nitrocelluloseteile durch die Lösungsmittelkügelchen bombardiert, so daß bei fortgesetzter Bewegung die fein verteilten Lösungsmittelkügelchen Nitrocellulose aufnehmen und sich in Nitrocelluloselösungskügelchen umwandeln. Wenn die Lösungsmittelkügelchen so viel Nitrocellulose als gewünscht aufgelöst haben, kann die Destillation in der schon beschriebenen Weise erfolgen, um das Lösungsmittel auszutreiben, während die Kügelchen in Dispersion gehalten werden.Example 6 Another embodiment of the washout process exists in that one larger nitrocellulose particles, for example grains of unusable cannon powder, put in the container and add a suitable amount a solvent, which is distributed in the water, set in motion. In this case, the solvent itself is initially distributed in the water, but as it moves, the large pieces of nitrocellulose are caught by the solvent globules bombarded, so that with continued agitation the finely divided solvent globules Absorb nitrocellulose and convert to nitrocellulose solution spheres. if the solvent globules have dissolved as much nitrocellulose as desired, the distillation can be carried out in the manner already described to remove the solvent while keeping the beads in dispersion.
Die sich anschließende Oberflächenbehandlung der Körner wird im folgenden in An--wendung auf die nach einem der vorhergehenden Beispiele hergestellten kugelförmigen Körner beschrieben, kann aber mit Vorteil auch für andere Arten Pulver benutzt werden.The subsequent surface treatment of the grains is described below in application to the spherical ones produced according to one of the preceding examples Grains described, but can also be used with advantage for other types of powder.
Es empfiehlt sich, das hergestellte Pulver nach der Größe zu unterteilen, ehe es der Oberflächenbehandlung unterworfen wird.It is advisable to divide the powder produced according to the size, before it is subjected to the surface treatment.
Die Oberflächenbehandlung des Pulvers durch Beschichten von Verzögerungs- und/oder Beschleunigungsmittel erfolgt insbesondere dann, wenn es erforderlich erscheint, die ballistischen Eigenschaften noch zu beeinflussen. Hierbei besteht die Schwierigkeit darin, ein gleichmäßiges .Beschichten der Körner zu erreichen; doch kann dies in einer der folgenden Arten erreicht werden, wobei es besonders günstig ist, wenn das einzelne Pulverkorn in möglichst vollkommener Kugelform vorliegt und keine Vorsprünge hat, auf denen sich sonst der zur Oberflächenhehandlung verwendete Stoff ansammelt. Die Beschichtung der glatten und runden Flächen der Körner mit Verzögerungsmitteln, wie beispielsweise Dinitrotoluol, Dibutyl oder Amylphthalaten, oder mit Beschleunigern, wie Nitroglycerin, führt daher zu gleichmäßiger beschichteten Körnern, als man bisher herzustellen in der Lage war. Die ballistischen Eigenschaften des Pulvers können daher genauer vorbestimmt werden. Günstige ballistische Eigenschaften kann man beispielsweise erreichen, wenn man entweder gleichzeitig oder nacheinander auf irgendeine geeignete Weise die Körner sowohl mit Nitroglycerin als auch mit einem Verzögerungsmittel beschichtet. Interessant sind in diesem Zusammenhang ferner die folgenden Erwägungen: Wird eine Aufschwemmung des Kugelpulvers in Wasser in heißem Zustand mit einer heißen Emulsion von Dinitrotoluol in Wasser behandelt, wobei als Emulgierungsmittel Gummiarabikum verwendet werden kann, so wird das geschmolzene Dinitrotoluol als eine Schicht auf der Oberfläche der Körner absorbiert. Die Beschichtung ist aber nicht gleichmäßig, was man beispielsweise erkennen kann, wenn die Emulsion gefärbt ist. Andererseits wird, trotzdem Nitroglycerin absorbiert wird, eine Emulsion einer N itroglycerintoltiollösung nicht absorbiert. Behandelt man aber die Oberfläche des Pulverkorns mit einer Emulsion eines N itrocelluloselösungsmittels, beispielsweise mit Äthylacetat oder Isopropylacetat, so wird die Nitroglycerinbeschiclitungseinulsion schnell und gleichmäßig absorbiert.The surface treatment of the powder by coating retardation and / or accelerators are used in particular when it appears necessary to influence the ballistic properties. This is where the difficulty arises in achieving a uniform coating of the grains; but this can be done in one of the following types can be achieved, it being particularly advantageous if the individual powder grain is as perfectly spherical as possible and no protrusions on which otherwise the material used for surface treatment collects. The coating of the smooth and round surfaces of the grains with retardants, such as dinitrotoluene, dibutyl or amyl phthalates, or with accelerators, like nitroglycerin, therefore leads to more evenly coated grains than previously was able to manufacture. The ballistic properties of the powder can therefore can be predetermined more precisely. Favorable ballistic properties can be found, for example Achieve when one either simultaneously or sequentially on any suitable one Garnish the grains with both nitroglycerin and a retarder coated. The following considerations are also of interest in this context: There is a suspension of the ball powder in water in a hot state with a hot one Emulsion of dinitrotoluene treated in water, using gum arabic as an emulsifying agent can be used, the melted dinitrotoluene is applied as a layer absorbed on the surface of the grains. However, the coating is not uniform, which can be seen, for example, when the emulsion is colored. on the other hand is still absorbed by nitroglycerin becomes, an emulsion of a N itroglycerintol solution not absorbed. But if you treat the surface of the powder grain with an emulsion of a nitrocellulose solvent, for example with ethyl acetate or isopropyl acetate, the nitroglycerin coating emulsion becomes absorbed quickly and evenly.
Will man Pulver mit Nitroglycerin beschichten, so empfiehlt es sich, um Gefahren für den Betrieb zu verringern. lieber mit Nitroglycerin in Lösung als mit reinem Nitroglycerin zu arbeiten. Die besten Lösungsmittel sind die aromatischen KOhlenwaSSerstoffe Benzol und Toluol. Die Lösungsfähigkeit dieser N itroglycerinlösungsmittel für Nitrocellulose ist jedoch gering. Wird aber die Oberfläche des Pulvers mit einer Emulsion von Ätliylacetat oder Isopropylacetat v orbehandelt, so wird die Nitroglycerinemulsion schnell und gleichmäßig absorbiert. Dieses Beschichtungsverfahren -wird im folgenden als Doppelemulsionsverfahren bezeichnet. Beispiel a Das Beschichten kann beispielsweise folgendermaßen erfolgen: Die Körner werden nach dem Sieben, während sie noch feucht sind, beschichtet, indem man eine Auf schwemmung der Körner in .I Teilei Wasser bei d.0° C in Bewegung versetzt und eine wäßrige Emulsion einer Lösung von 6o°/, Isopropylacetat und .[o°/" Benzol in einer Menge von 5 bis i9 Gewichtsprozent, auf das Pulver gerechnet, hinzufügt. Diese Emulsion grundiert die Oberfläche des Pulvers für die nachfolgende Anwendung einer wäßrigen Emulsion einer Lösung von 5o °/a Nitroglycerin in 5o % Toluol und in einer solchen Menge, daß 5 bis 35 °/o Nitroglycerin zu dem Pulver hinzugefügt werden. Das Nitroglycerin setzt sich gleichmäßig auf der Oberfläche jedes Korns ab. Die Temperatur wird auf 65° C erhöht und zwecks Vervollständigung der Oberflächenbehandlung der Nitrocellulose mit dem Nitroglycerin etwa 30 Minuten auf dieser Höhe gehalten. Zusammen mit dem Nitroglycerin oder nach der Beschichtung reit dem Nitroglycerin können Verzögerungsmittel in geeigneten Mengen hinzugefügt werden. Beispiel b Ein noch genaueres Zahlenbeispiel sei im ielgenden für die Beschichtung von Kugelpulver mit io°i,, Nitroglycerin beschrieben. Vorab sei bemerkt, daß während dieser Behandlungsstufe das Kugelpulver zweckmäßig unter Wasser gehalten wird, da trockenes Kugelpulver für gewöhnlich leichter als Wasser ist, daher schwimmt und infolgedessen schwer zu beschichten ist.If you want to coat powder with nitroglycerine, it is advisable to reduce the risks to the plant. prefer to work with nitroglycerin in solution than with pure nitroglycerin. The best solvents are the aromatic hydrocarbons benzene and toluene. However, the dissolving power of these nitrocellulose solvents for nitrocellulose is poor. If, however, the surface of the powder is pretreated with an emulsion of ethyl acetate or isopropyl acetate, the nitroglycerine emulsion is absorbed quickly and evenly. This coating process is referred to below as the double emulsion process. Example A The coating may for example be as follows: The grains are after sieving while they are still moist, coated by an inundation on the grains in water at .I Teilei d.0 ° C set in motion and an aqueous emulsion of an Solution of 60 ° /, isopropyl acetate and [0 ° / "benzene in an amount of 5 to 19% by weight, calculated on the powder, added. This emulsion primes the surface of the powder for the subsequent application of an aqueous emulsion of a solution of 50 ° / a nitroglycerin in 50 % toluene and in an amount such that 5 to 35% nitroglycerin is added to the powder. The nitroglycerin settles evenly on the surface of each grain. The temperature is raised to 65 ° C to complete The surface treatment of the nitrocellulose with the nitroglycerin is held at this level for about 30 minutes, together with the nitroglycerin or after the coating, the nitroglycerin can be used Retardants can be added in appropriate amounts. Example b An even more precise numerical example is described below for the coating of ball powder with 100% nitroglycerine. It should be noted in advance that the ball powder is expediently kept under water during this treatment step, since dry ball powder is usually lighter than water and therefore floats and is consequently difficult to coat.
-Man benutzt die folgenden Ausgangsstoffe:
Die zweite Emulsion wird in der Weise hergestellt, daß man 63 Gewichtsteile Wasser in Bewegung versetzt und darin das Gummiarabikum dispergiert, worauf langsam die .\itrogh-cerintoluollösuttg zugesetzt wird. Durch die Anwesenheit von etwas Dinitrotoluol erreicht man, daß die N itroglycerintolttollösung im wesentlichen knallfrei wird für den Fall, daß sie einfach durch eine Flanitne entzündet wird. Da es in der Regel zweckmäßig ist, daß die zweite Emulsion der Hauptmenge ungefähr i -Minute nach der ersten Emulsion zugesetzt wird, bereitet man sie in der Regel schon vorher zu. Nach Zusetzen der zweiten Emulsion wird i/2 Stunde lang auf qoo C erhitzt. Dann bringt man das Pulver in eine Korbzentrifuge, befreites von der Flüssigkeit und schickt es in die Trockenvorrichtung.The second emulsion is prepared in such a way that one 63 parts by weight The water is set in motion and the gum arabic is dispersed in it, whereupon slowly the. \ itrogh-cerintoluollösuttg is added. By the presence of something Dinitrotoluene achieves that the nitroglycerintolttol solution essentially Will be bang-free in the event that it is simply ignited by a flanitne. Since it is usually appropriate that the second emulsion of the main amount approximately One minute after the first emulsion is added, it is usually prepared before. After adding the second emulsion, it is 1/2 hour long heated to qoo C. Then place the powder in a basket centrifuge, freed of the liquid and sends it to the dryer.
Beispiel c Für feinkörnige Pulver geht man zweckmäßig etwas anders
vor, da die anfängliche flüchtige Lösungsmittelbeschichtung die Gefahr einer Zusammenballung
der Körner mit sich bringt. Durch Zugabe einer ausreichenden Menge von Äthyl- oder
Isopropylacetaten zu der Lösung des Nitroglycerins in Benzol oder Toluol wird erreicht,
daß dessen wäßrige Emulsion von dem Pulver schnell und gleichmäßig absorbiert wird.
Für diese als Einfachemulsionsverfahren zu bezeichnende Oberflächenbehandlung wird
ebenfalls ein auf die Beschichtung von Kugelpulver mit io°/o Nitroglycerin abgestelltes
Beispiel beschrieben. Eine am Schluß der Schilderung des Einfachemulsionsverfahrens
gegebene Zusammenstellung ergibt die Bestandteile der Emulsion für andere Beschichtungsprozente.
Aus der folgenden Tabelle ergeben sich die Mengen für andere Prozentsätze
der Beschichtung, und zwar geben die Zahlen Gewichtsteile ;
Nachdem die Oberfläche mit Nitroglycerin behandelt und einer Wärmebehandlung unterzogen worden ist, ist es manchmal wünschenswert, dem Pulver eine Beschichtung mit einem Verzögerungsmittel zu geben. Diese Beschichtungen können in der oben geschilderten Weise aufgebracht werden, wobei nur an Stelle des Nitroglycerins das Verzögerungsmittel benutzt wird. Typische Verzögerungsmittel sind beispielsweise Dibutylplithalat, Dinitrotoluol und die Di.alkyldiphenylharnstöffe. Oder man benutzt irgendein bekanntes Beschichtungsverfahren. In anderen Fällen kann es wünschenswert sein, die Nitroglycerinbeschichtung fortzulassen und nur die Beschichtung mit einem Verzögerungsmittel oder das Verzögerungsmittel in Lösung in dem Nitroglycerin aufzubringen. Alle diese Verfahren können im Rahmen der Erfindung angewendet werden, je nachdem, welches Endergebnis gewünscht ist.After the surface is treated with nitroglycerin and a heat treatment it is sometimes desirable to coat the powder to give with a retarder. These coatings can be used in the above Way to be applied, with the retardant only in place of the nitroglycerin is used. Typical retardants are, for example, dibutyl splithalate, Dinitrotoluene and the Di.alkyldiphenylurstöffe. Or you use a familiar one Coating process. In other cases it may be desirable to use the nitroglycerin coating omit and only the coating with a retardant or the retardant to apply in solution in the nitroglycerin. All of these procedures can be used under of the invention can be used whichever end result is desired.
Das Trocknen des rauchlosen Pulvers nach dem Schleudern wird gewöhnlich in Trogtrocknern bei Atmosphärendruck und 5o° C durchgeführt. Für gewöhnlich trocknet man die Pulver so weit, daß der Feuchtigkeitsgehalt im Gleichgewicht mit einer Atmosphäre steht, die bei etwa 2i° C 70°/a relativen Feuchtigkeitsgehalt aufweist. Dieser Wert ändert sich in Abhängigkeit von der Zusanimensetzung des Pulvers. Bei einem Kugelpulver von 12,6°/o Nitrocellulosestickstoff; 5ofo Dinitrotoluol, 3 bis q.o,o Diphenylamin mit einer Beschichtung von io°/a N itroglycerin beträgt der Feuchtigkeitsgehalt dann 1,2°/o.Drying the smokeless powder after spinning becomes common carried out in trough dryers at atmospheric pressure and 50 ° C. Usually dries one the powder so far that the moisture content is in equilibrium with one atmosphere is, which has at about 21 ° C 70 ° / a relative moisture content. This value changes depending on the composition of the powder. With a ball powder from 12.6% nitrocellulose nitrogen; 5ofo dinitrotoluene, 3 to q.o, o diphenylamine with a coating of 100% nitroglycerin, the moisture content is then 1.2 per cent.
Nach dem Trocknen wird das Pulver in etwas Graphit in einer Poliertrommel gewälzt, um das Pulver von elektrischen Wirkungen zu befreien und es leicht fließend zu machen. Es ist dann fertig zum Verpacken.After drying, the powder is turned into some graphite in a polishing drum rolled to rid the powder of electrical effects and make it easy to flow close. It is then ready to be packed.
Claims (3)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1936W0097855 DE701493C (en) | 1936-01-07 | 1936-01-07 | Smokeless powder and process for its manufacture |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1936W0097855 DE701493C (en) | 1936-01-07 | 1936-01-07 | Smokeless powder and process for its manufacture |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE701493C true DE701493C (en) | 1941-01-18 |
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ID=7614841
Family Applications (1)
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DE1936W0097855 Expired DE701493C (en) | 1936-01-07 | 1936-01-07 | Smokeless powder and process for its manufacture |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE701493C (en) |
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1936
- 1936-01-07 DE DE1936W0097855 patent/DE701493C/en not_active Expired
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